Firmware và Software khác nhau như thế nào?

Với nhiều “-wares” trong máy tính, nó có thể khiến một số người trong chúng ta bị nhầm lẫn về định nghĩa và khái niệm. Chúng ta không thể giải thích hết được tất cả các “-wares”, trong bài viết này chúng ta sẽ thảo luận về thuật ngữ “firmware” là gì và nó khác với software (phần mềm) như thế nào. Mời các bạn tham khảo!

Firmware là gì?

Chắc hẳn chúng ta thường nhầm lẫn – firmware là phần mềm hay software phải không? Theo Wikipedia, firmware là “một loại chương trình máy tính cung cấp kiểm soát mức thấp cho phần cứng cụ thể của thiết bị”.

Firmware có thể hiểu đơn giản là “phần mềm cho phần cứng”. Tuy nhiên, phần mềm khác với firmware, vì vậy không thể sử dụng hai thuật ngữ này thay thế cho nhau. Các thiết bị như ổ đĩa quang, card mạng, điều khiển từ xa TV, router, trình phát đa phương tiện, máy ảnh hoặc máy scan đều có phần mềm được lập trình thành một bộ nhớ đặc biệt có trong chính phần cứng đó.

Hầu như thiết bị nào ngày hôm nay, dù là máy tính, điện thoại, âm thanh nổi stereo, xe hơi hoặc máy giặt đều đến từ nhà sản xuất với một số dạng firmware khác nhau.

Firmware là một thuật ngữ được dùng để chỉ những chương trình máy tính cố định và điều khiển cấp thấp nhiều thiết bị điện tử. Một số ví dụ điển hình về firmware có thể thấy từ những sản phẩm như bộ điều khiển từ xa hoặc máy tính bỏ túi, đến những thiết bị phần cứng như ổ cứng, bàn phím, màn hình LCD bóng bán dẫn mỏng hoặc thẻ nhớ, người máy công nghiệp,..

Đối với các thiết bị đơn giản, firmware là tất cả những gì chúng cần để hoạt động. Đối với các thiết bị tiên tiến hơn như máy tính, bạn cần thêm phần mềm software – chẳng hạn, hệ điều hành và ứng dụng phần mềm – để sử dụng chúng.

Hơn nữa, firmware cũng có mặt trong những thiết bị tiêu dùng phức tạp hơn để đáp ứng những quy trình cơ bản của thiết bị cũng như thực hiện những chức năng cao cấp hơn.

Firmware khác Software như thế nào?

Đầu tiên, điều quan trọng cần lưu ý rằng firmware cũng là một loại phần mềm, nhưng nó không giống với phần mềm mà bạn đang tưởng tượng.

Thuật ngữ “frimware” liên quan đến phần mềm được lập trình trên một phần cứng, thường là bo mạch chủ, nhưng cũng có thể là router, điện thoại thông minh và nhiều phần mềm công nghệ khác sử dụng mạch tích hợp. Về cơ bản, firmware bao gồm một tập lệnh hoặc code xác định cách một phần cứng hoạt động. Loại phần mềm này sử dụng ngôn ngữ mã hóa cấp thấp (đặc biệt là ngôn ngữ C) và không có xu hướng chiếm nhiều bộ nhớ thiết bị.

Không có ranh giới rõ ràng giữa firmware và software. Tuy nhiên, firmware chủ yếu liên quan tới những quy trình hết sức cơ bản và cấp thấp trong một thiết bị. Không giống như phần mềm, firmware không được thiết kế cho sự tham gia của con người hoặc trải nghiệm người dùng. Nó thiết thực và hoạt động trong nền để đảm bảo rằng các yếu tố vật lý của thiết bị đang hoạt động chính xác. Nếu không có firmware, thiết bị hoàn toàn không thể hoạt động được. Firmware tồn tại lâu hơn rất nhiều so với phần mềm và một số thiết bị hoạt động suốt đời mà không bao giờ nhận được bản cập nhật firmware.

Firmware đơn giản chủ yếu ở bộ nhớ chỉ đọc, hoặc OTP/Bộ nhớ chỉ đọc khả dĩ lập trình, khi những firmware phức tạp hơn thường lưu trú ở bộ nhớ nháy để có thể cập nhật. Những lý do thông thường để cập nhật firmware bao gồm sửa lỗi hoặc thêm chức năng vào thiết bị.

Một lần nữa bạn cần hiểu rõ rằng – firmware là một loạt các phần mềm software; đó là mã lập trình. Sự nhầm lẫn xuất phát từ thực tế là “software – phần mềm” điển hình chúng ta thường sử dụng để chỉ các chương trình như Microsoft Word, trình duyệt web, v.v. trong khi phần mềm thực tế là mọi mã bạn có thể tìm thấy trên thiết bị máy móc (máy tính, điện thoại, xe hơi hoặc bất kỳ thiết bị thông minh khác).

Nó chính xác hơn để gọi là phần mềm, chẳng hạn như Microsoft Word, trình duyệt web, v.v. Ngoài ra, còn được gọi “phần mềm ứng dụng” vì chúng là những ứng dụng. Tuy nhiên, điều này quá mơ hồ và không thực tế. Đây là cách “phần mềm ứng dụng” chỉ đơn giản là “phần mềm”.

Không giống như firmware, các chương trình phần mềm sử dụng cả ngôn ngữ mã hóa cấp thấp và cấp cao. Các ngôn ngữ cấp cao phổ biến nhất được sử dụng trong thiết kế phần mềm là C++, Python và Java. Một số loại phần mềm cần thiết cho hoạt động của thiết bị và một số thì không. Ví dụ, phần mềm hệ thống rất quan trọng, trong khi phần mềm ứng dụng thường không thiết yếu. Bạn không thể sử dụng điện thoại khi không có hệ điều hành, nhưng bạn có thể không có các ứng dụng game hoặc mạng xã hội.

Một trong những khác biệt chính giữa firmware và phần mềm ứng dụng, đó là firmware được lưu trữ trong bộ nhớ không ổn định (ROM, EPROM, hoặc bộ nhớ flash), trong khi phần mềm ứng dụng có thể làm việc từ bộ nhớ khả biến, không ổn định và ảo.

Thực tế, firmware nằm trong bộ nhớ có giới hạn về kích thước nghĩa là một chương trình firmware phải có kích thước nhỏ. Firmware có thể nhỏ tới vài kilobyte, còn phụ thuộc vào các chi tiết cụ thể của thiết bị, nó cũng có thể lớn hơn.

Tần suất cập nhật là một khác biệt lớn giữa firmware và phần mềm ứng dụng. Trong nhiều thiết bị, firmware không được cập nhật bởi người dùng và thường thì nhà sản xuất thiết bị không cho phép người dùng truy cập vào firmware.

Ví dụ, trên các thiết bị như đĩa cứng, ổ đĩa quang học, thiết bị điện tử tiêu dùng, v.v., thường người dùng không có cơ hội điều chỉnh firmware. Điều này là tốt bởi vì nếu người dùng có thể làm hỗn độn firmware của các thiết bị này, kết quả có thể là một thiết bị ngừng hoạt động.

Trong các trường hợp khác, tức là BIOS máy tính và firmware của điện thoại thông minh và trình phát nhạc, người dùng có thể cập nhật. Điều này thậm chí còn được khuyến cáo bởi vì bằng cách cung cấp cập nhật firmware, nhà sản xuất có thể sửa lỗi trong các phiên bản phần mềm trước hoặc cung cấp các tính năng mới.

Tuy nhiên, ngay cả khi một thiết bị cho phép cập nhật phần mềm, bạn cũng cần phải thận trọng và thực sự, thực sự, thực sự cần biết bạn đang làm gì bởi nếu không bạn có thể phải “đấu thầu” thiết bị của mình và chắc chắn điều này không phải là điều bạn muốn.

Về cơ bản, trên đây là những gì bạn cần biết về firmware.

Các bản cập nhật firmware đến từ đâu?

Các nhà sản xuất ổ đĩa CD, DVD và BD thường phát hành các bản cập nhật firmware thường xuyên để giữ cho phần cứng của họ tương thích với phương tiện mới.

Ví dụ, giả sử bạn mua một gói 20 đĩa BD trống và cố gắng ghi video vào một vài đĩa trong số chúng, nhưng nó không hoạt động. Một trong những điều đầu tiên mà nhà sản xuất ổ đĩa Blu-ray có thể đề xuất là cập nhật/flash firmware trên ổ.

Firmware được cập nhật có thể sẽ bao gồm một bộ code máy tính mới cho ổ của bạn, hướng dẫn nó cách ghi vào thương hiệu đĩa BD cụ thể mà bạn đang sử dụng, giải quyết vấn đề đó.

Các nhà sản xuất router phát hành các bản cập nhật firmware trên thiết bị của họ để cải thiện hiệu suất mạng hoặc thêm những tính năng bổ sung. Điều tương tự cũng xảy ra đối với các nhà sản xuất máy ảnh kỹ thuật số, nhà sản xuất điện thoại thông minh (như iOS và Android), v.v… Bạn có thể truy cập trang web của nhà sản xuất để tải xuống các bản cập nhật này.

Ví dụ khi tải xuống firmware cho router không dây như Linksys WRT54G, chỉ cần truy cập trang hỗ trợ của router đó trên trang web Linksys để tìm phần tải xuống, đây là nơi bạn nhận được firmware.

Cách áp dụng các bản cập nhật firmware

Không thể đưa ra câu trả lời chung về cách cài đặt firmware trên tất cả các thiết bị vì không phải tất cả các thiết bị đều giống nhau. Một số bản cập nhật firmware được áp dụng không dây và có vẻ giống như một bản cập nhật phần mềm thông thường. Những bản update khác có thể liên quan đến việc sao chép firmware vào ổ cứng di động và sau đó load nó vào thiết bị theo cách thủ công.

Ví dụ, bạn có thể cập nhật firmware trên game console bằng cách chấp nhận bất kỳ lời nhắc nào để cập nhật phần mềm. Không có khả năng thiết bị được thiết lập theo cách mà bạn phải tải xuống và sau đó áp dụng firmware. Điều đó sẽ khiến người dùng bình thường khó thực hiện cập nhật, đặc biệt nếu thiết bị cần được cập nhật thường xuyên.

Các thiết bị của Apple như iPhone và iPad đôi khi cũng nhận được bản cập nhật firmware, điện thoại và máy tính bảng Android cũng vậy. Các thiết bị này cho phép bạn tải xuống và cài đặt firmware từ chính thiết bị, do đó bạn không cần phải tự mình làm điều đó theo cách thủ công. Thông thường, các bản cập nhật firmware dành cho thiết bị di động được tải không dây, trong trường hợp đó, chúng có thể được gọi là bản cập nhật firmware qua mạng (FOTA) hoặc bản cập nhật qua mạng không dây.

Tuy nhiên, một số thiết bị, giống như hầu hết các router, có một phần dành riêng trong bảng điều khiển quản trị cho phép bạn áp dụng bản cập nhật firmware. Đây thường là một phần có nút Open hoặc Browse cho phép bạn chọn firmware đã tải xuống. Điều quan trọng là phải xem lại hướng dẫn sử dụng của thiết bị trước khi thực hiện việc này, chỉ để đảm bảo các bước bạn đang thực hiện là đúng và bạn đã đọc tất cả các cảnh báo.

Xem cách nâng cấp firmware cho router nếu đó là điều bạn đang làm hoặc truy cập trang web hỗ trợ của nhà sản xuất phần cứng để biết thêm thông tin về các bản cập nhật firmware.

Thông tin quan trọng về firmware

Cũng giống như bất kỳ cảnh báo nào của nhà sản xuất sẽ hiển thị, điều cực kỳ quan trọng là đảm bảo thiết bị đang nhận bản cập nhật firmware không tắt trong khi áp dụng bản cập nhật. Việc cập nhật một phần khiến firmware bị hỏng, có thể gây ảnh hường đến cách hoạt động của thiết bị.

Một điều nữa quan trọng không kém là tránh áp dụng bản cập nhật sai cho một thiết bị. Cung cấp cho một thiết bị một phần mềm thuộc về một thiết bị khác có thể dẫn đến việc phần cứng đó không còn hoạt động như bình thường. Thông thường, bạn có thể dễ dàng biết được liệu bạn đã tải xuống đúng firmware hay chưa bằng cách kiểm tra kỹ xem số model tương ứng với firmware đó có khớp với số model của phần cứng bạn đang cập nhật hay không.

Giống như bài viết đã đề cập, một điều khác cần nhớ khi cập nhật firmware là trước tiên bạn nên đọc hướng dẫn sử dụng liên quan đến thiết bị đó. Mỗi thiết bị là duy nhất và sẽ có một phương pháp khác nhau để cập nhật hoặc khôi phục firmware của thiết bị.

Một số thiết bị không nhắc bạn cập nhật, vì vậy bạn phải kiểm tra trang web của nhà sản xuất để xem bản cập nhật đã được phát hành hay chưa hoặc đăng ký thiết bị trên trang web của nhà sản xuất để bạn có thể nhận email khi firmware mới ra mắt.

Ascher Opler được cho là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ firmware, mô tả nó như một thuật ngữ trung gian giữa phần mềm và phần cứng trong một bài báo trên tạp chí máy tính có tiêu đề “Fourth-Generation Software” vào năm 1967. Để tham khảo, cách sử dụng phần mềm sớm nhất được biết đến là một thập kỷ trước đó, trong một bài báo năm 1958 được viết bởi nhà toán học John Wilder Tukey, được gọi là “The Teaching of Concrete Mathematics”.

Một số câu hỏi thường gặp

Làm cách nào để bạn cập nhật firmware của router?

Hãy tải xuống bản cập nhật firmware (trực tiếp từ nhà sản xuất, nếu có thể), sau đó đăng nhập vào trung tâm cài đặt của router và tìm phần firmware. Phần cài đặt sẽ khác nhau tùy theo nhà sản xuất, nhưng thường có thể được tìm thấy trong phần Advanced hoặc Management. Tìm tùy chọn cập nhật phần mềm, sau đó làm theo hướng dẫn trên màn hình để áp dụng bản cập nhật firmware và khởi động lại router.

Làm cách nào để cập nhật firmware của AirPods?

Trước tiên, trước khi cập nhật AirPods, hãy đảm bảo rằng bạn cần thực hiện việc này bằng cách đi tới Settings > Bluetooth > biểu tượng Information > About. Nếu có bản vá firmware, hãy tải xuống và cài đặt nó bằng cách đặt AirPods vào vỏ, sau đó kết nối vỏ với nguồn điện. Hãy nhớ đặt vỏ gần iPhone của bạn.

Hai loại firmware khác nhau được sử dụng trên bo mạch chủ là gì?

Firmware của bo mạch chủ được gọi là BIOS, viết tắt của Basic Input Output System. Hai loại BIOS được tìm thấy trong bo mạch chủ thường là BIOS UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) và Legacy BIOS.

Làm cách nào để cập nhật firmware trên TV Samsung?

Nếu TV của bạn bật nguồn và được kết nối với WiFi ở nhà, thì TV sẽ tự động tải xuống và cài đặt các bản cập nhật. Nếu không, hãy vào Settings > Support > Software Update > Auto Update (hoặc Update Now) để cập nhật firmware.

Làm cách nào để tắt mật khẩu firmware trên máy Mac?

Để tắt mật khẩu firmware trên máy Mac, hãy khởi động lại máy Mac ở Recovery Mode, chọn Utilities > Startup Security Utility hoặc Firmware Password Utility. Tiếp theo, chọn Turn Off Firmware Password, nhập lại mật khẩu, thoát khỏi tiện ích, khởi động lại máy Mac.